毕设答辩问题总结.docx

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毕设答辩问题总结

1.本课题的选课背景、意义等等

2•电路的主要工作原理是什么，元器件的作用等等

3.数码管采用的是什么扫描方式

一位数码管的设计就是采用静态扫描的方式，因为一位数码管是8个段

选1个位选，如果采用动态，那就是得用9个10口，而且程序也比较麻烦，如果选用静态那么位选接电源或地（共阳接电源，共阴接地），段选接I0口,就可以控制显示了，这样只用8个I0口就ok,而且程序比较简单。

多位一体的数码管只能用动态扫描的方式，因为硬件本身就将每个位的段都接到一起了，所以只能动态控制了。

4.蜂鸣器或继电器的驱动三极管为什么选用pnp型的（9012、8550）,而不是npn型的（9013、8050）

因为单片机刚一上电的时候所有的10口会有一个短暂的高电平。

如果选用npn型的，即使程序上将10口拉低，蜂鸣器或继电器也会响一小下或吸合一下，为了避免这种情况发生，就选用pnp型的。

因为我们想控制蜂鸣器或继电器工作单片机的I0口要低电平，这样就避免了，因为我们不可能刚一通电就让蜂鸣器响或继电器吸合。

避免了不必要的麻烦。

5.液晶三脚接的两个电阻是怎么算出来的

经过查阅资料得知（买液晶时给的资料），液晶3脚是灰度调节引脚，灰度正常时是~1V左右，那么可以用两个电阻分压或电位器分压。

电位器得调节比较麻烦，采用10k接电源1k接地刚刚好，也不用调节，焊接好就可以用。

6•为什么继电器吸合或风扇转动时，液晶屏幕会变暗

从问题5中可以了解大概，就是液晶的灰度是电压控制的，当继电器吸合或风扇转动时，需要的电流较大，而我们采用的电源线或电池盒供电会有一定的压降。

这样液晶的3脚采集的电压就高了。

所以灰度就不合适了。

解决的办法是，电源尽量用好一点的，或换粗一点的电源线供电（主要的压降都在电源线上）。

7.超声波测距模块的工作原理

一个控制口发一个10US以上的高电平，就可以在接收口等待高电平输出•一有输出就可以开定时器计时，当此口变为低电平时就可以读定时器的值，此时就为此次测距的时间，方可算出距离.如此不断的周期测，就可以达到你移动测量的值了。

测距部分的程序不是我们写的，是买模块的时候厂家给的例程，只需要移植应用就好。

8.你的程序是怎么下载进去的

答：

简单的办法是这个线：

这个线属于串口下载，只有4跟线。

拿STC89C5来说，只需要将红线接电

源，黑线接地，绿线接单片机的10脚，白线接单片机的11脚，就可以下载了。

3•那我用什么软件下载呢

夹中的.hex文件链接好下载器就可以下载了（首先下载器的驱动得装好）

9.有些电阻的阻值是怎么算出来的

比如是LED串联的分压电阻，计算方法是：

R=U/I

Led工作电压是3V左右，那么电阻的电压就是（供电电压-3v）=2v

Led点亮的电流是4~20ma，那么电阻的电流也是4~20ma

这样电阻就是2除以~=100~500Q

但是实际使用的时候用100~500Q，led就太亮了，很容易烧坏，所以就适当的加大了电阻。

10.晶振为什么选用12M

12M是比较常用的晶,

51单片机是12分频的，如果选用12M晶振，如果

是单指令周期的语句，刚好是1us，其他语句正好是1us的整数倍。

很轻松算出

每个语句用了多长时间。

11.晶振为什么选用

比较常应用在串口通信和红外遥控电路中

是因为在进行通信时，12M频率进行串行通信不容易实现标准的波特率，

比如

9600,4800,而计算时正好可以得到，因此在有通信接口的单片机中，一

般选计算一下就知道了。

如我们要得到9600的波特率，晶振为和12M，定时器

1为模式2,SMOD设为1,分别看看那所要求的TH1为何值。

代入公式：

9600

=（2-32）X（12）/（256-TH1））TH1=25012M9600=（2-32）X（（12M/12）/（256-TH1））TH1~上面的计算可以看出使用12M晶体的时候计算出来的TH1不为整数，而TH1的值只能取整数，这样它就会有一定的误差存在不能产生精确的9600波特率。

比如做GSM的设计时，用12M就是不可行的，就得用

12.定时器的初值是怎么算的

我们一般采用的是50ms的定时，那样20个50ms就是1s。

至于初值怎么算,课本上刚学的时候就交了，可以自己看下，如果看了会发现我们的初值好像和课本上的不一样，那是因为我们是用软件算的。

计算初值有好多软件，可以找度娘。

软件很方便，动动手就可以了哦。

14.仿真图好像和实物图有差别呢

仿真图就是一个模拟用的，和实际效果是有点差别的，仿真中没有晶振电路和复位电路都是可以工作的，焊接是按照原理图来的而不是仿真。

单片机最小系统

单片机最小系统，或者称为最小应用系统，是指用最少的元件组成的单片机可

以工作的系统•

对51系列单片机来说，最小系统一般应该包括：

单片机、晶振电路、复位电路

说明

复位电路：

由电容串联电阻构成，由图并结合"电容电压不能突变"的性质，可以知道,当系统一上电，RST脚将会出现高电平,并且，这个高电平持续的时间由电路的RC值来决定.典型的51单片机当RST脚的高电平持续两个机器周期以上就将复位所以，适当组合RC的取值就可以保证可靠的复位•一般教科书推荐C取10u,R取.当然也有其他取法的，原则就是要让RC组合可以在RSTW上产生不少于2个机周期的高电平•至于如何具体定量计算，可以参考电路分析相关书籍•

晶振电路:

典型的晶振取（因为可以准确地得到9600波特率和19200波特率,用于有串口通讯的场合）/12MHz（产生精确的uS级时歇，方便定时操作）

单片机:

一片AT89S51/52或其他51系列兼容单片机

特别注意:

对于31脚（EA/Vpp）,当接高电平时，单片机在复位后从内部ROM的0000H开始执行；当接低电平时，复位后直接从外部ROM的0000H开始执行.这一点是初学者容易忽略的•

复位电路：

一、复位电路的用途

单片机复位电路就好比电脑的重启部分，当电脑在使用中出现死机，按下重启按钮电脑内部的程序从头开始执行。

单片机也一样，当单片机系统在运行中，受到环境干扰出现程序跑飞的时候，按下复位按钮内部的程序自动从头开始执行。

单片机复位电路如下图:

二、复位电路的工作原理

在书本上有介绍，51单片机要复位只需要在第9引脚接个高电平持续2US就可以实现，那这个过程是如何实现的呢

在单片机系统中，系统上电启动的时候复位一次，当按键按下的时候系统再次复位，如果释放后再按下，系统还会复位。

所以可以通过按键的断开和闭合在运行的系统中控制其复位。

开机的时候为什么会复位

在电路图中，电容的的大小是10uF,电阻的大小是10k。

所以根据公式，可以算出电容充电到电源电压的倍（单片机的电源是5V,所以充电到倍即为），需要的时间是10K*10UF=。

也就是说在电脑启动的内，电容两端的电压时在0~增加。

这个时候10K电

阻两端的电压为从5~减少（串联电路各处电压之和为总电压）。

所以在内，RST

引脚所接收到的电压是5V~。

在5V正常工作的51单片机中小于的电压信号为低电平信号，而大于的电压信号为高电平信号。

所以在开机内，单片机系统自动复位（RST引脚接收到的高电平信号时间为左右）。

按键按下的时候为什么会复位

在单片机启动后，电容C两端的电压持续充电为5V,这是时候10K电阻两端的电压接近于0V,RST处于低电平所以系统正常工作。

当按键按下的时候，开关导通，这个时候电容两端形成了一个回路，电容被短路，所以在按键按下的这个过程中，电容开始释放之前充的电量。

随着时间的推移，电容的电压在内，从

5V释放到变为了，甚至更小。

根据串联电路电压为各处之和，这个时候10K电阻两端的电压为，甚至更大，所以RST引脚又接收到高电平。

单片机系统自动复位。

总结：

1、复位电路的原理是单片机RST引脚接收到2US以上的电平信号，只要保证电容的充放电时间大于2US,即可实现复位，所以电路中的电容值是可以改变的。

2、按键按下系统复位，是电容处于一个短路电路中，释放了所有的电能，电阻两端的电压增加引起的。

51单片机最小系统电路介绍

单片机最小系统复位电路的极性电容C1的大小直接影响单片机的复位时间，一般采用10~30uF,51单片机最小系统容值越大需要的复位时间越短。

单片机最小系统晶振Y1也可以采用6MHz或者，在正常工作的情况下可以采用更高频率的晶振，51单片机最小系统晶振的振荡频率直接影响单片机的处理速度，频率越大处理速度越快。

单片机最小系统起振电容C2、C3一般采用15~33pF,并且电容离晶振越近越好，晶振离单片机越近越好口为开漏输出，作为输出口时需加上拉电阻，阻值一般为10k。

设置为定时器模式时，加1计数器是对内部机器周期计数（1个机器周期等于12个振荡周期，即计数频率为晶振频率的1/12）o计数值N乘以机器周期Tcy就是定时时间to

设置为计数器模式时，外部事件计数脉冲由T0或T1引脚输入到计数器。

在每个机器周期的S5P2期间采样T0、T1引脚电平。

当某周期采样到一高电平输入，而下一周期又采样到一低电平时，则计数器加1，更新的计数值在下一个机器周期的S3P1期间装入计数器。

由于检测一个从1到0的下降沿需要2个机器周期，因此要求被采样的电平至少要维持一个机器周期。

当晶振频率为12MHz时，最

高计数频率不超过1/2MHz，即计数脉冲的周期要大于2ms。

液晶：

1接GND液晶2接VCC3脚是液晶的灰度调整，一般时3脚与地之间的之间的组

织为3k,液晶的4~14接单片机的I/O口。

15脚（A）为背光的电源，16脚（K）为背光的地。

DC电源插口：

2、3脚接地（2接地就可以，3可以空不焊接），1脚实际是VCC（电源），但是电路中要接蓝色的自锁开关，然后开关的另一个脚再接电源！

识别方法

黑，棕，红，橙，黄，绿，蓝，紫，灰，白，金，银

0，1，2，3，4，5，6，7，8，9，5%，10%

倒数第二环，表示零的个数。

最后一位，表示误差。

PNP常见的三极管为9012、S8550、9013、S8050.单片机应用电路中三极管主要的作用

就是开关作用。

其中9012与8550为pnp型三极管，可以通用。

其中9013与8050为npn型三极管，可以通用。

区别引脚：

三极管向着自己，引脚从左到右分别为ebc，原理图中有箭头的一端为e，

与电阻相连的为b,另一个为6箭头向里指为PNP（9012或8550），箭头向外指为NPN（9013或8050）。

三极管的工作原理

三极管是电流放大器件，有三个极，分别叫做集电极C，基极B,发射极E。

分成NPN

和PNP两种。

我们仅以NPN三极管的共发射极放大电路为例来说明一下三极管放大电路的基本原理。

一、电流放大

下面的分析仅对于NPN型硅三极管。

如上图所示，我们把从基极B流至发射极E的电

流叫做基极电流lb;把从集电极C流至发射极E的电流叫做集电极电流lc。

这两个电流的

方向都是流出发射极的，所以发射极E上就用了一个箭头来表示电流的方向。

三极管的放大

作用就是：

集电极电流受基极电流的控制（假设电源能够提供给集电极足够大的电流的话），

并且基极电流很小的变化，会引起集电极电流很大的变化，且变化满足一定的比例关系：

集

电极电流的变化量是基极电流变化量的B倍，即电流变化被放大了B倍，所以我们把B叫

做三极管的放大倍数（3一般远大于1,例如几十，几百）。

如果我们将一个变化的小信号加到基极跟发射极之间，这就会引起基极电流lb的变化，lb的变化被放大后，导致了lc

很大的变化。

如果集电极电流lc是流过一个电阻R的，那么根据电压计算公式U=R*I可以

算得，这电阻上电压就会发生很大的变化。

我们将这个电阻上的电压取出来，就得到了放大

后的电压信号了。

二、偏置电路

三极管在实际的放大电路中使用时，还需要加合适的偏置电路。

这有几个原因。

首先是

由于三极管BE结的非线性（相当于一个二极管），基极电流必须在输入电压大到一定程

度后才能产生（对于硅管，常取）。

当基极与发射极之间的电压小于时，基极电流就可以认为是0。

但实际中要放大的信号往往远比要小，如果不加偏置的话，这么小的信号就不足以

引起基极电流的改变（因为小于时，基极电流都是0）。

如果我们事先在三极管的基极上加

上一个合适的电流（叫做偏置电流，上图中那个电阻Rb就是用来提供这个电流的，所以

它被叫做基极偏置电阻），那么当一个小信号跟这个偏置电流叠加在一起时，小信号就会

导致基极电流的变化，而基极电流的变化，就会被放大并在集电极上输出。

另一个原因就是

输出信号范围的要求，如果没有加偏置，那么只有对那些增加的信号放大，而对减小的信

号无效（因为没有偏置时集电极电流为0,不能再减小了）。

而加上偏置，事先让集电极有一定的电流，当输入的基极电流变小时，集电极电流就可以减小；当输入的基极电流增大

时，集电极电流就增大。

这样减小的信号和增大的信号都可以被放大了。

三、开关作用

下面说说三极管的饱和情况。

像上面那样的图，因为受到电阻Rc的限制（Rc是固定值，那么最大电流为U/Rc，其中U为电源电压），集电极电流是不能无限增加下去的。

当基极电流的增大，不能使集电极电流继续增大时，三极管就进入了饱和状态。

一般判断三极管

是否饱和的准则是：

lb*®lc。

进入饱和状态之后，三极管的集电极跟发射极之间的电压将很小，可以理解为一个开关闭合了。

这样我们就可以拿三极管来当作开关使用：

当基极电流为0时，三极管集电极电流为0（这叫做三极管截止），相当于开关断开；当基极电流很大，以至于三极管饱和时，相当于开关闭合。

如果三极管主要工作在截止和饱和状态，那么这样

的三极管我们一般把它叫做开关管。

四、工作状态

如果我们在上面这个图中，将电阻Rc换成一个灯泡，那么当基极电流为0时，集电极电流为0,灯泡灭。

如果基极电流比较大时（大于流过灯泡的电流除以三极管的放大倍数3）,三极管就饱和，相当于开关闭合，灯泡就亮了。

由于控制电流只需要比灯泡电流的3分之一大一点就行了，所以就可以用一个小电流来控制一个大电流的通断。

如果基极电流从0慢慢

增加，那么灯泡的亮度也会随着增加（在三极管未饱和之前）。

上拉电阻总结

上拉电阻：

1、当TTL电路驱动COMS电路时，如果TTL电路输出的高电平低于COMS电路的最低高电平（一般为），这时就需要在TTL的输出端接上拉电阻，以提高输出高电平的值。

2、OC门电路必须加上拉电阻，才能使用。

3、为加大输出引脚的驱动能力，有的单片机管脚上也常使用上拉电阻。

4、在COMS芯片上，为了防止静电造成损坏，不用的管脚不能悬空，一般接上拉电阻产生降低输入阻抗，提供泄荷通路。

5、芯片的管脚加上拉电阻来提高输出电平，从而提高芯片输入信号的噪声容限增强抗干扰能力。

6提高总线的抗电磁干扰能力。

管脚悬空就比较容易接受外界的电磁干扰。

7、长线传输中电阻不匹配容易引起反射波干扰，加上下拉电阻是电阻匹配，有效的抑制反射波干扰。

上拉电阻阻值的选择原则包括：

1、从节约功耗及芯片的灌电流能力考虑应当足够大；电阻大，电流小。

2、从确保足够的驱动电流考虑应当足够小；电阻小，电流大。

3、对于高速电路，过大的上拉电阻可能边沿变平缓。

综合考虑

以上三点，通常在1k到10k之间选取。

对下拉电阻也有类似道理

对上拉电阻和下拉电阻的选择应结合开关管特性和下级电路的输入特性进行设定，主要需要考虑以下几个因素：

1.驱动能力与功耗的平衡。

以上拉电阻为例，一般地说，上拉电阻越小，驱动能力越强，但功耗越大，设计是应注意两者之间的均衡。

2.下级电路的驱动需求。

同样以上拉电阻为例，当输出高电平时，开关管断开，上拉电阻应适当选择以能够向下级电路提供足够的电流。

3.高低电平的设定。

不同电路的高低电平的门槛电平会有不同，电阻应适当设定以确保能输出正确的电平。

以上拉电阻为例，当输出低电平时，开关管导通，上拉电阻和开关管导通电阻分压值应确保在零电平门槛之下。

4.频率特性。

以上拉电阻为例，上拉电阻和开关管漏源级之间的电容和下级电路之间的输入电容会形成RC延迟，电阻越大，延迟越大。

上拉电阻的

设定应考虑电路在这方面的需求。

下拉电阻的设定的原则和上拉电阻是一样的

0C门输出高电平时是一个高阻态，其上拉电流要由上拉电阻来提供，设输入端每端口不大于100uA,设输出口驱动电流约500uA,标准工作电压是5V,输入口的高低电平门限为（低于此值为低电平）；2V（高电平门限值）。

选上拉电阻时：

500uAx=即选大于时输出端能下拉至以下，此为最小阻值，再小就拉不下来了。

如果输出口驱动电流较大，贝U阻值可减小，保证下拉时能低于即可。

当输出高电平时，忽略管子的漏电流，两输入口需200uA

200uAx15K=3V即上拉电阻压降为3V,输出口可达到2V,此阻值为最大阻值，再大就拉不到2V了。

选10K可用。

COMS门的可参考74HC系列

设计时管子的漏电流不可忽略，IO口实际电流在不同电平下也是不同的，上述仅仅是原理，一句话概括为：

输出高电平时要喂饱后面的输入口，输出低电平不要把输出口喂撑了（否则多余的电流喂给了级联的输入口，高于低电平门限值就不可靠了）

在数字电路中不用的输入脚都要接固定电平，通过1k电阻接高电平或接地

1.电阻作用：

I接电组就是为了防止输入端悬空

l减弱外部电流对芯片产生的干扰

I保护emos内的保护二极管，一般电流不大于10mA

l上拉和下拉、限流

l1.改变电平的电位，常用在TTL-CMOS匹配

2.在引脚悬空时有确定的状态

3.增加高电平输出时的驱动能力。

4.为0C门提供电流

l那要看输出口驱动的是什么器件，如果该器件需要高电压的话，而输出口的输出电压又不够，就需要加上拉电阻。

I如果有上拉电阻那它的端口在默认值为高电平你要控制它必须用低电平才能控制如三态门电路三极管的集电极，或二极管正极去控制把上拉电阻的电流拉下来成为低电平。

反之，

l尤其用在接口电路中，为了得到确定的电平，一般采用这种方法，以保证正确的电路状态，以免发生意外，比如,在电机控制中，逆变桥上下桥臂不能直通，如果它们都用同一个单片机来驱动，必须设置初始状态•防止直通！

自锁开关电路中起到电源的开关作用，常开的其中一脚接DC电源插口电源脚，常开的另一脚接电路的VCC